模拟电路：二极管及其模型

理想二极管

我们需要有一种元器件：可以使得正电压通过，负电压通过不了，理想二极管就是这样的一个器件，理想二极管有两个极，分别是阴极（cathode）和阳极（anode）

理想二极管的正偏和反偏

定义$V_D=V_{anode}-V_{cath}$,那么当$V_D>0$的时候我们称二极管正偏，此时二极管导通，相当于短路，同理，$V_D<0$的时候二极管反偏，不导通（截止），相当于断路，当$V_D=0$，我们不研究。

理想二极管的IV曲线

可以通过研究曲线的斜率来理解曲线的含义，正偏的时候，电导为无穷大，反偏的时候，电导为0。不研究VI曲线的原因是：一般我们认为电压引起电流，对应自变量的变化引起因变量的变化

幅度指示器

输出电压的平均值和输入电压的幅度成正比

限幅电路

设计如下电路，可以“截断”输入信号，换言之，限幅

实际二极管

实际的二极管都是使用PN结来进行设计的，PN结流经的电流$I_D$和两端的电压$V_D$的关系约为$I_D=I_S\exp (\frac{V_D}{V_T})$,为指数关系，这个模型称之为指数模型，描述精确但是不利于计算，一般我们使用恒压模型取而代之，如下，当二极管导通的时候可以等效为一个恒压源，数值上等于二极管的导通电压$V_{D,on}$，极性和二极管阴阳极对应，即正极为阳极，负极为阴极，当二极管截止的时候相当于断路

小信号模型

当输入电压变化范围很小的时候，指数模型的变化可以近似认为是线性的，此时二极管可以等效为一个小信号电阻，这种模型我们称之为小信号模型，使用该模型可以使得计算大大简化，等效电阻的值为
$r_d=\frac{V_D}{I_D}$
其中$I_D$是初始电流